王者归来NVIDIA历代旗舰级显卡回顾.doc

NVIDIA 和 AMD 两大巨头之间每一次顶级产品的对决都可以用惊天地、涕鬼神来形容！对于消费者来说，新旗舰的性能总能给人惊喜，更让人激动的是那些首次应用的新技术和特效：革命性的架构往往就是从旗舰显卡开始！在两大图形巨头日渐白热化的竞争中，半年更新、一年换代早已成为显卡领域的“摩尔定律”而每当新王者登基、改朝换代之时，我们也会于第一时间为大家献上详细的评测文章岁月如斯，显卡已经伴我们走过十余载，每每想起 TNT 时代的时光，曾经的感动就涌上心头，今天我们就来缅怀一下昔日的王者，重新寻找落寞的皇族！在 Riva 128 面世之前，NVIDIA 还只是一家默默无闻的小公司，处女作 NV1 是款声卡显卡二合一的产品，未能得到众厂商认可；NV2 胎死腹中；而 NV3 则依靠对微软 Windows系统的完美支持以及 Direct3D 标准的壮大一举成名，称为当时图形霸主 3DFX 的强力竞争对手！● Windows 95 和 Direct3D 开辟电脑图形新战场Windows 95 的震撼力远大于如今的 windows71995 年 8 月，微软发布了 Windows95 操作系统，凭借崭新的图形交互式界面设计，很快席卷了全球个人电脑市场。

在 PC 领域，微软的成功是空前的，几乎没有遇到任何可以匹敌的对手微软的 Windows95 操作系统凭借接近 90%（PC OS）的市场占有率，直接代动了相关硬件产品的需求，也使得全球的硬件软件厂商都不得不向其靠拢由于微软的Windows95 采用图形交互式界面（GDI），对于显示芯片有了更高的要求，这也正式揭开了电脑图形市场的龙争虎斗！在之前的 1995 年 2 月，微软收购英国 Rendermorphics 公司，利用其所有的RealityLab 2.0 技术制定了 Direct3D 标准，整合在其 WINDOWS 操作系统中，对 PC 图形芯片市场产生了巨大影响● NV3＝Riva 128，首次大获成功：此时的 NVIDIA 总结了前 2 款芯片的经验教训，在经过细致的市场分析之后，将研发的方向定位于市场前景广阔的 PC 图形芯片市场，并且决定加入对 DirectX 的支持这无疑是个非常明智的选择，在当时由于 3DFX 的 GLIDE 的成功，各家显示芯片公司纷纷效仿，也想推出自己的 3D API，例如，3dfx 有 GLIDE、PowerVR 的 PowerSGL、ATI 的 3DCIF，无疑使得微软 Direct 3D 的推广十分缓慢，NVIDIA 此时选择旗帜鲜明的站到了 Direct 3D 的一边，这种做法也受到了微软的赏识，从而有了一个坚强的后盾。

另外，当时在 3D FPS 游戏市场，独领风骚的是 ID SOFRWARE 的 QUAKE 系列，而其程序设计师 JOHN CARMARK 明确的拒绝了 3DFX 采用 GLIDE 的建议，而是基于公开的 OPENGL API开发，这无疑也是 NVIDIA 得以崛起的另一个因素而且，经过时间的考验，至今这两家公司仍然保持了非常好的关系后来在 Quake3 的硬件加速问题上，John Carmack 甚至拒绝提供任何形式的 MiniGL 加速，而要求所有图形卡运行在 OpenGL ICD 环境下，使得 3DFX 相当难堪RIVA 128（NV3）接着，为配合研发方向的转变，NVIDIA 聘请了 David Kirk（NVIDIA 首席科学家，现已当选美国国家工程院院士），并将其任命为技术总监1997 年，NV3 终于面世，被命名为 RIVA 128它也是第一个提供硬件三角形引擎的 128 bit 图形芯片，虽然 RIVA 128 的图像质量比不上 3dfx Voodoo，但是凭借 100M/秒的像素填充率和对 OPENGL 的良好支持，RIVA 128 在非 GLIDE API 的游戏中完全超过了 Voodoo，迅速赢得了消费者和一些 OEM 厂商的青睐。

Diamond Viper 330（RIVA 128）Riva128 支持 AGP 1x 规范，可以配合 Intel 的 LX 芯片组主板使用1997 年底，Dell、Gateway 等厂商相继使用了 RIVA 128 显卡零售市场上，Diamond、STB、ASUS、ELSA 和 Canopus 等也都相继推出了基于此芯片的产品不到一年，Riva 128 的出货量就突破 100 万颗，NVIDIA 终于凭借 NV3 打了个翻身仗总的来看，Riva 128 取得成功的因素是多方面的，本身的处理性能固然很重要，但是1998 年游戏软件方面的发展变化也很关键：首先，年初 ID 开放了 QUAKE2 引擎的授权，包括 VALVE 在内的游戏软件开发商在 3 月份就获得了 QUAKE2 引擎的源代码，并用于游戏的开发，使得 QUAKE2 引擎的 3D 游戏名作诸如《异教徒》、《半条命》等大量上市，Riva 128 良好的 OpenGL 性能得到了充分的发挥第二，3DFX 的 GLIDE API 失去了过去在游戏开发领域的统治地位，最著名的两个例子就当时称得上是风靡世界的古墓丽影 2 和极品飞车 3，这两个过去本来是 GLIDE 的御用游戏，都加入了对 D3D 的支持，Riva 128 等非 VOODOO 显卡也可以通过 D3D 接口很完美的运行游戏。

当时主要 3D 显卡规格对比半年后，NVIDIA 又发布了 Riva 128ZX，并为它提供了完整的 OpenGL 支持，在Win95/98 和 WinNT4.0 下都有完整的 OpenGL ICD 驱动程序同时，Riva 128ZX 还解决了Riva 128 的一些 BUG，显存也增至 8MB，效能改善比较明显● NV4＝TNT 震撼发布，雷管引爆性能1998 年 10 月，NVIDIA 发布了 TNT，TNT 是 TwiN Texel 的缩写核心架构为 2 条32bit 象素流水线的渲染体系，每条象素流水线有 1 个 TMU，在每个时钟周期内并行处理两个纹理这样工作在 90MHz 的 RivaTNT 最大填充率能达到 180M Texels/sec同时 Riva TNT 还首次拥有 24bit Z 缓冲（Z－Buffer）以及 8 位的 stencil buffer TNT 的设计目标是要达到 Voodoo2 两倍的性能，不过由于 0.25 微米制程在当时没有完善，NVIDIA 只好采用了 0.35 微米制程，使得 RivaTNT 只能工作在 90MHz 下不过即便如此，RivaTNT 还是击败了 Voodoo2，成为当时速度最快的 3D 加速卡。

超过 Voodoo2 两倍性能的任务也就交给了后面的 TNT2 来完成而且 NVIDIA 也注意到优良的驱动程序对充分发挥显示芯片性能的重要性，并为 RIVA TNT 编写了全新的驱动，并命名为“雷管”（Detonator）凭借出色的 3D 性能，德国的 ELSA 、美国的 Canopus 等四家显卡生产商宣布加入NVIDIA 阵营，著名的 CreATIve 公司也在第一时间推出了基于 TNT 显示芯片的产品9 月，NVIDIA 被《个人电脑杂志》评为最有影响力的显示芯片生产商，而 TNT 被 Mercury 研究公司评为速度最快的显示芯片同时，NVIDIA 还被 OpenGL 架构委员会吸纳为新成员，成为第一个加入 OPGL ARB 的专业显示芯片设计公司● NV5＝TNT2，性能翻倍，奠定 NVIDIA 王朝1999 年 4 月，核心代号为 NV5 的 RivaTNT2 发布了，由于采用了 0.25 微米制程，TNT2标准版的频率提高到 125MHz，频率的提升以及核心内部的优化，RivaTNT2 的性能有了一个较大的飞跃，性能在当时无人可及后期 RivaTNT2 还采用了 0.22 微米制程，频率进一步提升。

名称 RIVA TNT RIVA TNT2 架构 NV4 NV5制造工艺 0.35 Micron 0.25 Micron晶体管数目 7 Million 15 MillionDirectX 支持 6 6顶点管线 1 1VS 版本 - -像素管线 2 x 1 2 x 1PS 版本 - -核心频率 90 MHz 125 MHz填充率 180 MTexels/s 250 MTexels/s显存位宽 128-bits 128/64-bits显存类型 SDR SDR显存速度 110 MHz 150 MHz显存带宽 1.76 GB/s2.40/1.00 GB/s从 TNT2 开始 NVIDIA 对产品进行了市场化细分，在高中低端，面向多种不同的用户，TNT2 芯片衍生出 TNT2 Vanta、TNT2 M64、TNT2、TNT2 Pro、TNT2 Ultra 等不同的型号产品，搭配不同显存的容量，产品线覆盖了大部分的市场TNT2 UltraTNT2 Ultra 是系列最高端产品，也是 NVIDIA 第一次使用 Ultra 后缀命名高端产品，TNT2 Ultra 只是从 NV6 核心中挑选出的品质优秀的芯片，并搭配了速度最快的显存，其核心/显存频率高达 150/183MHz，后期更是提高到 175/200MHz，性能上超过了 3DFX 的VOODOO3 3500 以及 MATROX 的 G400 Max，而且支持的特效也很全面（比 G400 少一个 EBM 环境凹凸贴图），成为当时性能之王。

当然 TNT2 Ultra 的售价也很高，当时丽台、华硕、创新等一线品牌 TNT2 Ultra 的国内上市售价高达 2300 元（1999 年 5 月）TNT2 标准版是高端系列的普及型产品，也是 TNT2 Ultra 的降频版，核心/显存频率为125/150MHz，但是由于 TNT2 采用 0.25 微米工艺，核心普遍可以工作在 150MHz 左右，所以也造就了良好的超频能力，于是众多游戏发烧友更倾向于购买 TNT2 标准版版超频至 TNT2 Ultra 来使用，记得当时甚至还有不少玩家超到了 165/200MHz 的水平，性能也是也达到了一个新的高度价格上 TNT2 标准版也更有优势，32MB 显存的 TNT2 国内上市售价为 1500-1750 元左右，16MB 的 TNT2 Pro 则在 1350-1500 左右● NV6＝NV5 工艺改进版，TNT2 Pro/M64/Vanta 诞生 后期随着制程的进步，NV6 也使用了 0.22 微米工艺，并被命名为 TNT2 PRO，也被用于部分 TNT2 Ultra由于使用 0.22 微米制程后，TNT2 PRO 的成本、功耗有、发热有明显下降，超频能力更强，性价比进一步提高。

除了高中端的 TNT2 标准版外，NVIDIA 同时也利用 0.22 微米工艺的 NV6 芯片，推出了针对中低端用户的 TNT2 Vanta 和 TNT2 M641999 年 8 月，伴随着微软 DirectX 7.0 的发布，引入基于图形核心的多边形转换与光源处理（Transform and Lighting），而且 10 月上市 QUAKE3 引擎也采用了这种技术● 硬件 T&L，首款 GPU 诞生，GeForce 的时代来临 传统 3D 图形管线在 Direct7 时代,多边形转换和光照处理是由 CPU 负责的，大量复杂的数学运算对 CPU造成了极大的负担，而 GeForce 256 可以支持硬件 Transform and Lighting，也成为了第一个 GPU 图形核心 GeForce 256 是被作为一个图形处理单元(GPU)来设计的，GPU 是一个单芯片处理器它有完整的转换、光照、三角形设置和渲染引擎(分别为:Transform、Lighting、Setup、Re。